Medición Fasorial en el Sistema Interconectado Nacional. II Taller Internacional Fundamentos de Smart Grids Julio 14, 2011

Transcripción

1 1 Medición Fasorial en el Sistema Interconectado Nacional II Taller Internacional Fundamentos de Smart Grids Julio 14, 2011

2 2 Proyecto SIRENA - Antecedentes El proyecto Sistema de Respaldo Nacional ante eventos de gran magnitud (SIRENA) nace en el año 2007 luego del apagón total que sufrió el Sistema Interconectado Nacional Colombiano en abril de ese año. El proyecto se propone como una acción de XM en la procura de implementar sistemas que pudiesen responder ante eventos de rara ocurrencia pero de gran impacto. Evento de Red Torca Contingencia Extrema en el SIN Actuación esperada del Esquema de Respaldo Frecuencia (Hz) 59.8 Frec_Medellin Frec_Torca Frec_SnMateo Frec_EPSA Frec_Flores Frec_Guatig Evento de Red Guavio-Circo Evento de Red Sochagota-Guatiguará Tiempo (s)

3 Visión Proyecto SIRENA Sistema de Respaldo Nacional ante Eventos 3 Caribe El proyecto SIRENA busca en el largo plazo implementar un Esquema de Protección de la Integridad del Sistema (ESPIS) de nueva generación, que permita ejercer control y protección del sistema para prevenir y mitigar la ocurrencia de eventos de gran magnitud Nordeste Se espera cumplir esta meta en un lapso de 3 a 5 años e involucra inversión en CT+I Suroccidental Antioquia Oriental Aspectos Fundamentales Uso de última tecnología en monitoreo de Sistemas de Potencia (PMU) Uso intensivo de Telecomunicaciones Explotar capacidades de computación distribuida Uso de nuevos métodos de análisis y simulación de sistemas de potencia Implementará un sistema WAMS / WACS Iniciar la aproximación a tecnologías de smart grids en el SIN

4 Aplicaciones WAMS 4 El ángulo del voltaje en sistemas de potencia es un síntoma muy precoz del comportamiento de la red. El estudio del ángulo en diversas barras de un sistema permite identificar situaciones que podrían llegar a ser peligrosas. Pero, que hacer con todos los ángulos del sistema?

5 Potencialidades de Observación y Control con PMU 5 Máxima Importación Caribe Máxima Importación Suroccidental

6 Potencialidades de Observación y Control con PMU 6 Al simular contingencias extremas como disparos de subestaciones o contingencias superiores a N-1, se ha encontrado que solo con observar el comportamiento angular es factible identificar sub-áreas problema. El mecanismo propuesto es identificar grupos angulares coherentes, medir su velocidad angular de separación del grupo principal, y según su dirección (adelanto o atraso), discernir si el problema involucra la necesidad de disparar generación o carga. Contingencia N 2 a la costa El proyecto I+D XM UPB está identificando las diferentes maneras de agrupación de ángulos, la obtención de promedios por áreas operativas, la identificación de grupos de corte angular y la determinación de ángulos de referencia.

7 Validación del Modelo, Evento disparo de línea Cerro-Primavera 7 Diferencia Angular San Carlos- Sabana Angulo en grad dos DIG PMU's 0 42:1 42:1 42:2 42:2 42:2 42:2 42:2 42:3

8 8 8 Herramientas de Análisis basadas en datos fasoriales

9 WAMS/Conciencia Situacional Phasor Point 9

10 Estabilidad Oscilatoria, Phasor Point (Psymetrix) 10 Visualización general de análisis de oscilaciones en el SIN. Análisis del comportamiento de oscilación de baja frecuencia.

11 Islanding, Phasor Point (Psymetrix) 11

12 PI GUSANO FRECUENCIAS 12 GUSANO CON DELTAS DE FRECUENCIA (REF. SAN CARLOS)

13 Registro de Eventos 13

14 Relés de Distancia, Desarrollo con librerías de OpenPDC 14

15 15 Propuesta de arquitectura para el sistema de información fasorial

16 Diseño Conceptual Arquitectura de Datos 16 Centro de control CND SCADA EMS Osisoft PI Super PDC Psymetrix Phasor Point Phasor Data Bus IEEE C VPN + Firewall VPN + Firewall Aplicaciones XM Super PDC Anchos de Banda Kbps # de Muestras por Seg # de PMU , RED WAN Smart Grid IDD/PDC Local IDD/PDC Local IDD/PDC Local SuperPDC Transmisor Nacional Operador de Red C / IEC C / IEC C / IEC Subestación Subestación Subestación Cálculos de ancho de banda para una PMU monitoreando 3 fasores de voltaje y 3 de corriente

17 Optimización de Ancho de banda en el envió de datos fasoriales desde una S/E 17 Ancho de banda requerido para el envió de datos fasoriales desde la S/E (60 fps y 6 Ctos): Sin PDC Local 3V y 3I por Cto: Kbps. Con PDC Local 3V y 3I por Cto: Kbps. Con PDC Local 3V por S/E y 3I por Cto: 65.36Kbps.

18 PMU s en IEC La adquisición de datos análogos la realiza la PIU, realizando la conversión análogo-digital. En el bus de proceso se tienen muestras digitales a ratas superiores a 256 muestras por ciclo de cada señal. El IED realiza el análisis fasorial propio de las PMU teniendo como resultado fasores de tensión y corriente. El IED puede obtener datos diferentes a las señales de tensión y corriente, como estado de interruptores, relés,etc. Para ser enviados en protocolo IEEE C37.118

19 PMU s en IEC La evolución del monitoreo de datos fasoriales en IEC presenta nuevas oportunidades y retos para fabricantes y empresas del sector. La visión actual de PMU como equipo cableado a CT s y PT s desaparece. Adopción del CIM (Common Information Model) como herramienta de intercambio de información entre la S/E y el Centro de Control.

20 Diseño Conceptual Arquitectura de Datos 20 Centro de control CND SCADA EMS Osisoft PI Super PDC Psymetrix Phasor Point Phasor Data Bus IEEE C VPN + Firewall VPN + Firewall Aplicaciones XM Super PDC Anchos de Banda Kbps # de Muestras por Seg # de PMU , RED WAN Smart Grid IDD/PDC Local IDD/PDC Local IDD/PDC Local SuperPDC Transmisor Nacional Operador de Red C / IEC C / IEC C / IEC Subestación Subestación Subestación Cálculos de ancho de banda para una PMU monitoreando 3 fasores de voltaje y 3 de corriente

21 21 Muchas gracias! Preguntas y comentarios: Ramón Alberto León raleon@xm.com.co Jorge Enrique Gómez jegomez@xm.com.co Samuel Sánchez ssanchez@xm.com.co

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